[發明專利]基于旋轉綜合矢量的永磁電機高頻注入位置估計方法

有效

• 申請號: 202110675485.4
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113489409B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 王宇;邢凱玲;張成糕;郝雯娟
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/24;H02P21/00;H02P21/05;H02P25/022
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種基于旋轉綜合矢量的永磁電機高頻注入位置估計方法，所述永磁電機的轉速控制方法如下：

將給定電機電角頻率ω^*與估計電角頻率的差值輸入至第一PI環節，獲得電機的給定q軸電流通過電流傳感器獲取電機的三相電流i_a，i_b和i_c，對i_a，i_b和i_c進行abc/dq變換，獲得實際q軸電流i_q和實際d軸電流i_d；將給定q軸電流和實際q軸電流i_q的差值輸入至第二PI環節，得到設定給定d軸電流將給定d軸電流和實際d軸電流i_d的差值輸入至第二PI環節，得到將與高頻電壓U_hsinω_ht相加獲得將與高頻電壓U_hcosω_ht相加得到分別進行dq/abc變換，得到對應逆變器三相橋臂的占空比；其特征在于，采用基于旋轉綜合矢量的脈振高頻注入法估計電機轉子位置，具體步驟如下：

步驟S1、設置旋轉電壓矢量其中U_h為旋轉電壓矢量的長度，為旋轉電壓矢量的相位角，ω_h為旋轉電壓矢量的角頻率，為估計的轉子位置角；

步驟S2、電機的α軸為電機A相繞組的軸線方向，將估計的d軸記為軸，且軸與α軸的夾角為將估計的q軸記為軸，軸與α軸的夾角為所述旋轉電壓矢量在軸上的分量為U_hcosω_ht，在軸上的分量為U_hsinω_ht；

步驟S3、將U_hcosω_ht注入到電機的軸上，求取U_hcosω_ht產生的零序電壓：

其中，L₂為電機自感的二次諧波的幅值，L₀為電機自感的平均值，M₀為電機互感的平均值，L_d為電機d軸電感，L_q為電機q軸電感；θ為電機的實際d軸與α軸的夾角；

將U_hsinω_ht注入到電機的軸上，求取U_hsinω_ht產生的零序電壓：

其中為軸與電機的實際d軸夾角，

將U_hcosω_ht產生的零序電壓和U_hsinω_ht產生的零序電壓求和得到：

步驟S4、對求和電壓進行變換如下：

將變換結果輸入至低通濾波器進行濾波可得低通濾波結果：

其中k為濾波系數；

步驟S5、將步驟S4所述低通濾波結果輸入至PI環節，獲得電機的估計電角頻率，將所述估計電角頻率輸入至積分環節即可獲得電機的估計位置。

2.根據權利要求1所述的一種基于旋轉綜合矢量的永磁電機高頻注入位置估計方法，其特征在于，所述步驟S3中U_hcosω_ht產生的零序電壓求取過程如下：

步驟S3.1、記軸與電機的實際d軸夾角為電機的實際d軸與α軸的夾角為θ，則U_hcosω_ht產生的dq軸電流的變化率為：

步驟S3.2，分別計算U_hcosω_ht產生的三相電流的變化率為：

步驟S3.3，分別計算U_hcosω_ht產生的三相電壓為：

步驟S3.4，計算U_hcosω_ht產生的零序電壓如下：

U_hsinω_ht產生的零序電壓求取過程如下：

步驟L3.1、記軸與電機的實際d軸夾角為電機的實際d軸與α軸的夾角為θ，則U_hsinω_ht產生的dq軸電流的變化率為：

步驟L3.2、分別計算U_hsinω_ht產生的三相電流的變化率如下：

步驟L3.3、分別計算U_hsinω_ht產生的三相電壓為：

步驟L3.4、計算U_hsinω_ht產生的零序電壓為：